專利名稱：對日跟蹤風光熱混合型供電路燈的制作方法
技術領域：
對日跟蹤風光熱混合型供電路燈
所屬技術領域本實用新型涉及一種路燈，與其涉及一種對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其利用自身工作時產生的熱能和自然環(huán)境中的風能發(fā)電、并將太陽能轉化為電能對路燈供電， 且具有對日跟蹤的功能，使太陽能蓄能供電裝置中的太陽能電池和菲涅爾透鏡始終正對太 陽光照射的方向。
背景技術：
現(xiàn)有的路燈主要采用市電供電、或者太陽能與市電互補供電。其中采用太陽能與 市電互補供電方式的路燈，在工作時，發(fā)光體發(fā)光產生熱量，太陽能供電裝置在太陽能轉化 為熱能時也產生大量的熱量，這些熱量全部釋放到大氣中，完全沒有利用起來，浪費了熱 能，又影響自然環(huán)境。并且，大自然中存在大量的風能，將風能轉化為電能在路燈中還沒有 居然的利用。另外，現(xiàn)有的菲涅爾透鏡基本上都是平面的，具有一定的聚焦效果，與太陽能電池 配合，能將太陽能轉化為電能，但是，平面形的菲涅爾透鏡對太陽光的反射作用較大，因此 聚焦到與菲涅爾透鏡相配合的太陽能電池上的太陽能也較少，不能盡可能多的將太陽能轉 化為電能。本申請人為了提高菲涅爾透鏡具有更好的效果，將菲涅爾透鏡制作成多面形的 弧狀透鏡，通過有效的菲涅爾透鏡的聚焦作用下，減少太陽光照射到多面形菲涅爾透鏡上 的反射效果，將更多的太陽能轉化為電能。此外，現(xiàn)有的氣流導向管通常都僅為管體，內腔中無其他部件，僅用于對氣流起到 導向的作用，功能單一。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，將發(fā)光體發(fā)光 產生的熱量以及太陽能供電裝置在太陽能轉化為電能時產生的熱量通過集熱散熱裝置收 集形成熱氣流，熱氣流從內置式導向管中穿過推動渦輪式內葉片轉動，而且，還可以利用自 然環(huán)境中的風能推到內置式導向管上的外葉片使內置式導向管轉動，使熱能和風能共同推 動內置式導向管轉動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電，又利用太陽能對路燈蓄能供電，充分的利用太 陽能、風能、熱能，且有利于環(huán)保；次外，采用多面形菲涅爾透鏡，提高聚焦效果，同時對太陽 光的反射作用小，另外太陽能蓄能供電裝置在對日跟蹤裝置的驅動下盡可能使菲涅爾透鏡 的工作面與太陽光照射方向相對應，在單位時間和單位面積上聚焦更多的太陽光，提高太 陽能轉化為電能的效率，解決現(xiàn)有技術存在的上述問題。本實用新型的上述技術目的主要是通過以下技術方案解決的對日跟蹤風光熱 混合型供電路燈，包括機架，設置在機架上的發(fā)光體，與發(fā)光體電連接的蓄電池、與蓄電池 電連接的太陽能蓄能供電裝置、分別與市電供電裝置與太陽能蓄能供電裝置電連接的電能 輸出轉化裝置，發(fā)光體分別與市電供電裝置和太陽能蓄能供電裝置電連接，其特征在于所 述的機架上設有與蓄電池電連接的風熱能發(fā)電供電裝置，所述的機架上還設有對日跟蹤裝置，所述的太陽能蓄能供電裝置和風熱能發(fā)電供電裝置都與對日跟蹤裝置相配合。對日跟 蹤裝置上的控制器控制對日跟蹤裝置驅動太陽能蓄能供電裝置和風熱能發(fā)電供電裝置圍 繞太陽轉動，使菲涅爾透鏡的工作面與太陽光照射方向相對應，在單位時間和單位面積上 聚焦更多的太陽光，有利于提高太陽能轉化為電能的效率。作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型采用如下技術措施所述 的風熱能發(fā)電供電裝置包括設于機架上的內置式導向管、與內置式導向管相配合的發(fā)電 機，與內置式導向管的內腔相配合的集熱散熱裝置，所述的發(fā)電機還與蓄電池相連接，所述 的集熱散熱裝置與太陽能蓄能供電裝置上的太陽能電池相配合。將發(fā)光體發(fā)光產生的熱量 以及太陽能供電裝置在太陽能轉化為電能時產生的熱量通過集熱散熱裝置收集形成熱氣 流，熱氣流從內置式導向管中穿過，而且，還可以利用自然環(huán)境中的風能推到內置式導向管 上的外葉片使內置式導向管，使熱能和風能共同推動內置式導向管轉動，使內置式導向管 轉動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電，提高能源利用率，且有利于環(huán)保。所述的集熱散熱裝置包括設置在太陽能電池底部的集熱器、與集熱器相配合的散 熱器、以及與所述的散熱器相配合的熱氣流通道；所述的內置氣流導向管，包括橫截面尺寸 從上到下逐漸增大的上下開口的管體，豎直方向固定于管體內壁的復數(shù)片同向設置的渦輪 式內葉片和豎直方向固定于管體外壁的豎直外葉片；所述熱氣流通道上端與導向管內腔連 通，下端為進氣口，其與路燈外部空間連通。太陽能供電裝置上的太陽能電池將太陽能轉化 為電能時，產生大量的熱量，并且太陽能電池的工作溫度不超過100攝氏度，必須要對太陽 能電池進行散熱，通過散熱器的散熱，使熱氣流通道與散熱器接觸的部位產生溫差，形成對 流，從而熱氣流從熱氣流通道的底部進入從頂部出來，熱氣流流經熱氣流通道的過程中帶 動熱氣流通道轉動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電，所發(fā)的電又可對路燈供電，節(jié)能環(huán)保。渦輪式內葉片對流經管體內腔的氣流起到阻擋的作用，通過作用力反作用的原 理，氣流推到內葉片轉動，從而推動整個導流管轉動，導流管的轉動可對與其配合使用的發(fā) 電機提供發(fā)電動力，用于發(fā)電。在內外葉片的配合下，轉動的速度比較快，對發(fā)電機提供發(fā) 電動力用于發(fā)電的效率高。管體上小下大，有利于聚集氣流，提高氣流的沖擊力，有利于提 高內葉片轉動的速度。外葉片的設置為了充分利用自然環(huán)境中的風力，推到內置氣流導向 管轉動發(fā)電。進氣口的設置，使熱氣流能順利的上流進入內置氣流導向管。所述的渦輪式內葉片以管體軸線呈軸對稱排列，其渦輪式結構為以管體軸線為對 稱軸螺旋向管體頂部盤旋的結構；且位于管體中心位置的各個渦輪式內葉片上輪廓線為管 體內錐形中心腔體的棱線；所述的各個豎直外葉片的葉面以管體軸線為對稱軸朝同一方向 彎曲。內葉片的數(shù)量較多，有利于對氣流的進一步阻擋，充分利用氣流的沖擊力。管體中內 葉片圍成的錐形內腔上小下大，有利于聚集氣流，提高氣流的沖擊力，有利于提高內葉片轉 動的速度。外葉片的形狀有利于兜住更多的風，進一步的充分利用自然環(huán)境中的風力。所 述的圓錐體為以管體頂端中心為頂點、以管體的高為高，其底面位于管體底面內。所述的散熱器上設有復數(shù)片與導熱管相連接的散熱片A ；所述的發(fā)光體上設有復 數(shù)片散熱片B，所述的散熱片B與熱氣流通道相配合。散熱片A和散熱片B的設置有利于快 速散熱。所述的太陽能蓄能供電裝置還包括設置在機架上的菲涅爾鏡片，該菲涅爾鏡片與 所述的太陽能電池相配合，菲涅爾鏡片和太陽能電池的外緣側面包覆密閉聚光殼體；所述的菲涅爾透鏡上具有復數(shù)個階梯形彎折部，所述彎折部以菲涅爾透鏡主體中心軸為對稱軸呈軸對稱分布。菲涅爾鏡片和聚光殼體能將太陽光有效的聚焦到太陽能電池上，減少能源 的浪費，提高能源利用率。為了降低制作該多面形菲涅爾透鏡的成本，對彎折部尺寸要求 很高，而呈軸對稱方式設置彎折部，有利于降低制作精度，提高整體制作的精確度。多面形 菲涅爾透鏡聚焦效果更好，同時太陽光的發(fā)射作用小，且為多面形，其平面與透鏡主體相適 應，有利于接收更多的陽光，因此聚焦到與菲涅爾透鏡相配合的太陽能電池上的太陽能也 較多，有利于提高將盡可能多的太陽能轉化為電能的效率。所述的菲涅爾透鏡主體呈扇環(huán)形，彎折部上的彎折面呈與透鏡主體表面相垂直的 三角形，其頂點位于菲涅爾透鏡主體的下沿，其底邊位于菲涅爾透鏡主體的上沿；所述每個 階梯形彎折部上的聚光面呈梯形，其上底邊位于菲涅爾透鏡主體的下沿，下底邊位于菲涅 爾透鏡主體的上沿，且上底邊大于下底邊，所述三角形彎折面的斜邊朝透鏡主體上沿方向 向上延伸具有共同的交點，且每個彎折面上三角形的斜邊與菲涅爾透鏡主體的上沿形成的 交點位于同一圓弧上。該菲涅爾透鏡主要應用于路燈，扇環(huán)形的菲涅爾透鏡能聚集更多的 太陽光將更多太陽能轉化為電能對路燈供電，提高能源利用效率，且菲涅爾透鏡的形狀與 路燈形狀相適應，提高視覺效果。所述的對日跟蹤裝置包括跟蹤基座，設置在跟蹤基座上的電機，設置在電機轉軸 上的主動齒輪，與主動齒輪相嚙合的固定在機架上的邊緣設有輪齒的跟蹤底盤，所述的機 架上還設有與基座固接的罩體，太陽能蓄能供電裝置、集熱器以及散熱器固定在罩體上。所述的對日跟蹤裝置還包括控制器，所述的控制器與電機通訊連接。本實用新型具有的有益效果將發(fā)光體發(fā)光產生的熱量以及太陽能供電裝置在太 陽能轉化為電能時產生的熱量通過集熱散熱裝置收集形成熱氣流，熱氣流從內置式導向管 中穿過推動渦輪式內葉片轉動，而且，還可以利用自然環(huán)境中的風能推到內置式導向管上 的外葉片使內置式導向管轉動，使熱能和風能共同推動內置式導向管轉動，從而帶動發(fā)電 機發(fā)電，又利用了太陽能對路燈蓄能供電，充分的利用太陽能、風能、熱能，且有利于環(huán)保； 次外，采用多面形菲涅爾透鏡，提高聚焦效果，同時對太陽光的反射作用小，另外太陽能蓄 能供電裝置在對日跟蹤裝置的驅動下盡可能使菲涅爾透鏡的工作面與太陽光照射方向相 對應，在單位時間和單位面積上聚焦更多的太陽光，提高太陽能轉化為電能的效率。
圖1是本實用新型的一種結構示意圖；圖2是本實用新型中集熱散熱裝置的一種結構示意圖；圖3是本實用新型中內置式導向管的一種立體結構示意圖；圖4是本實用新型中內置式導向管中的內葉片的一種結構示意圖；圖5是本實用新型的一種局部半剖結構示意圖；圖6是本實用新型中菲涅爾透鏡的一種結構示意圖。
具體實施方式下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，如圖1、圖5所示，它包括機架1，設置在機架1上的發(fā)光體2，與發(fā)光體2電連接的蓄電池、與蓄電池電連接的太陽能蓄能供電裝置、分別與市電供電裝置與太陽能蓄能供電裝置電連接的電能輸出轉化裝置，發(fā)光體分別與市 電供電裝置和太陽能蓄能供電裝置電連接，機架上設有與蓄電池電連接的風熱能發(fā)電供電 裝置，機架上還設有對日跟蹤裝置，太陽能蓄能供電裝置和風熱能發(fā)電供電裝置都與對日 跟蹤裝置相配合。如圖1-圖4所示，風熱能發(fā)電供電裝置包括設于機架1上的內置式導向管、與內 置式導向管相配合的發(fā)電機9，與內置式導向管的內腔相配合的集熱散熱裝置，發(fā)電機9還 與蓄電池相連接，集熱散熱裝置與太陽能蓄能供電裝置上的太陽能電池相配合。集熱散熱裝置包括設置在太陽能電池底部的集熱器11、與集熱器11相配合的散 熱器13、以及與散熱器13相配合的熱氣流通道3 ；內置氣流導向管，包括橫截面尺寸從上到 下逐漸增大的上下開口的管體4，豎直方向固定于管體4內壁的復數(shù)片同向設置的渦輪式 內葉片5和豎直方向固定于管體4外壁的豎直外葉片6;熱氣流通道3上端與導向管內腔連 通，下端為進氣口 18，其與路燈外部空間連通。散熱器13上設有復數(shù)片與導熱管14相連接 的散熱片A15 ；發(fā)光體2上設有復數(shù)片散熱片B10，散熱片BlO與熱氣流通道3相配合。熱 氣流通道3通常由罩體28以及罩體內隔板圍成具有上下開口的通道。渦輪式內葉片以管體4軸線呈軸對稱排列，其渦輪式結構為以管體4軸線為對稱 軸螺旋向管體4頂部盤旋的結構；且位于管體4中心位置的各個渦輪式內葉片5上輪廓線 為管體內錐形中心腔體的棱線；各個豎直外葉片6的葉面以管體4軸線為對稱軸朝同一方 向彎曲。太陽能蓄能供電裝置還包括設置在機架1上的菲涅爾鏡片16，該菲涅爾鏡片16與 太陽能電池相配合，菲涅爾鏡片16和太陽能電池的外緣側面包覆密閉聚光殼體17。如圖 6所示，菲涅爾透鏡上具有復數(shù)個階梯形彎折部，彎折部以菲涅爾透鏡主體中心軸為對稱軸 呈軸對稱分布。菲涅爾透鏡主體呈扇環(huán)形，彎折部上的彎折面20呈與透鏡主體表面相垂直的三 角形，其頂點位于菲涅爾透鏡主體的下沿23，其底邊位于菲涅爾透鏡主體的上沿24 ；每個 階梯形彎折部上的聚光面19呈梯形，其上底邊位于菲涅爾透鏡主體的下沿23，下底邊位于 菲涅爾透鏡主體的上沿24，且上底邊大于下底邊，三角形彎折面20的斜邊21朝透鏡主體上 沿24方向向上延伸具有共同的交點，且每個彎折面20上三角形的斜邊與菲涅爾透鏡主體 的上沿24形成的交點22位于同一圓弧上。對日跟蹤裝置包括跟蹤基座25，設置在跟蹤基座25上的電機26，設置在電機轉軸 上的主動齒輪27，與主動齒輪27相嚙合的固定在機架上的邊緣設有輪齒的跟蹤底盤28，所 述的機架上還設有與基座固接的罩體29，太陽能蓄能供電裝置、集熱器以及散熱器固定在 罩體28上。對日跟蹤裝置還包括控制器，控制器與電機26通訊連接。工作時，首先對控制器(如單片機，與單片機電連接的電路)進行程序設定，并根 據(jù)路燈具體使用的地理位置，控制電機轉動的速度，并控制電機及時進行正反轉，使菲涅爾 透鏡的聚光面始終追隨太陽的轉動，并在晚上的時候電機反轉復位完成一天的工作。當控 制器發(fā)送指令讓電機開始工作，則電機轉軸上的主動齒輪沿著與其嚙合的跟蹤底盤外緣做 180度的圓周運動，在主動齒輪轉動的情況下，帶動跟蹤基座轉動，跟蹤基座又帶動罩體28 轉動，固定在罩體上的太陽能蓄能供電裝置、集熱器以及散熱器也隨之轉動，使太陽能蓄能供電裝置始終正對太陽光照射的方向，提高太陽能轉化為電能的效率。并且集熱器以及散熱器與太陽能蓄能供電裝置始終固定連接，有利于提高熱能轉化為電能的效率。 路燈從上到下一次為內置氣流導向管、發(fā)電機、散熱片、發(fā)光體，菲涅爾鏡片、太陽 能電池和集熱散熱裝置依次從外到內設置在發(fā)光體的側邊。工作時，菲涅爾鏡片對太陽光 聚光，集中照射到太陽能電池上。太陽能電池的工作溫度不能超過100攝氏度，而太陽能電 池將太陽能轉化為電能，產生的熱量非常大，可以使太陽能電池迅速上升到1千多度以上， 因此需要對太陽能電池降溫，通過集熱器將熱量集中，然后通過導熱管(通常導熱管內注 有乙二醇液體)將熱量導到散熱片A上，通過散熱片A散熱，使散熱片A周圍產生溫差，熱 氣流沿著熱氣流通道上升進入內置氣流導向管內。同理，發(fā)光體(通常為LED燈)發(fā)光時， 也產生熱量，通過散熱片B散熱，使散熱片B周圍產生溫差，熱氣流沿著熱氣流通道上升進 入內置氣流導向管內。渦輪式內葉片對流經管體內腔的熱氣流起到阻擋的作用，通過作用 力反作用的原理，氣流推到內葉片轉動，從而推動整個導流管轉動，導流管的轉動可對與其 配合使用的發(fā)電機提供發(fā)電動力，用于發(fā)電。外葉片的設置為了充分利用自然環(huán)境中的風 力。熱能和風能的結合，更為節(jié)能環(huán)保。
權利要求對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，包括機架(1)，設置在機架(1)上的發(fā)光體(2)，與發(fā)光體(2)電連接的蓄電池、與蓄電池電連接的太陽能蓄能供電裝置、分別與市電供電裝置與太陽能蓄能供電裝置電連接的電能輸出轉化裝置，發(fā)光體分別與市電供電裝置和太陽能蓄能供電裝置電連接，其特征在于所述的機架上設有與蓄電池電連接的風熱能發(fā)電供電裝置，所述的機架上還設有對日跟蹤裝置，所述的太陽能蓄能供電裝置和風熱能發(fā)電供電裝置都與對日跟蹤裝置相配合。
2.根據(jù)權利要求1所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的風熱能 發(fā)電供電裝置包括設于機架⑴上的內置式導向管、與內置式導向管相配合的發(fā)電機(9)， 與內置式導向管的內腔相配合的集熱散熱裝置，所述的發(fā)電機(9)還與蓄電池相連接，所 述的集熱散熱裝置與太陽能蓄能供電裝置上的太陽能電池相配合。
3.根據(jù)權利要求2所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的集熱散 熱裝置包括設置在太陽能電池底部的集熱器(11)、與集熱器(11)相配合的散熱器(13)、以 及與所述的散熱器(13)相配合的熱氣流通道(3)；所述的內置氣流導向管，包括橫截面尺 寸從上到下逐漸增大的上下開口的管體(4)，豎直方向固定于管體(4)內壁的復數(shù)片同向 設置的渦輪式內葉片(5)和豎直方向固定于管體(4)外壁的豎直外葉片(6)；所述熱氣流 通道(3)上端與導向管內腔連通，下端為進氣口(18)，其與路燈外部空間連通。
4.根據(jù)權利要求3所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的渦輪式 內葉片以管體⑷軸線呈軸對稱排列，其渦輪式結構為以管體⑷軸線為對稱軸螺旋向管 體(4)頂部盤旋的結構；且位于管體(4)中心位置的各個渦輪式內葉片(5)上輪廓線為管 體內錐形中心腔體的棱線；所述的各個豎直外葉片(6)的葉面以管體(4)軸線為對稱軸朝 同一方向彎曲。
5.根據(jù)權利要求4所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的散熱器 (13)上設有復數(shù)片與導熱管(14)相連接的散熱片A (15)；所述的發(fā)光體(2)上設有復數(shù)片 散熱片B (10)，所述的散熱片B (10)與熱氣流通道(3)相配合。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特 征在于所述的太陽能蓄能供電裝置還包括設置在機架(1)上的菲涅爾鏡片(16)，該菲涅爾 鏡片(16)與所述的太陽能電池相配合，菲涅爾鏡片(16)和太陽能電池的外緣側面包覆密 閉聚光殼體(17)；所述的菲涅爾透鏡上具有復數(shù)個階梯形彎折部，所述彎折部以菲涅爾透 鏡主體中心軸為對稱軸呈軸對稱分布。
7.根據(jù)權利要求6所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的菲涅爾 透鏡主體呈扇環(huán)形，彎折部上的彎折面(20)呈與透鏡主體表面相垂直的三角形，其頂點位 于菲涅爾透鏡主體的下沿(23)，其底邊位于菲涅爾透鏡主體的上沿(24)；所述每個階梯形 彎折部上的聚光面(19)呈梯形，其上底邊位于菲涅爾透鏡主體的下沿(23)，下底邊位于菲 涅爾透鏡主體的上沿(24)，且上底邊大于下底邊，所述三角形彎折面(20)的斜邊(21)朝透 鏡主體上沿(24)方向向上延伸具有共同的交點，且每個彎折面(20)上三角形的斜邊與菲 涅爾透鏡主體的上沿(24)形成的交點(22)位于同一圓弧上。
8.根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特 征在于所述的對日跟蹤裝置包括跟蹤基座(25)，設置在跟蹤基座(25)上的電機(26)，設置 在電機轉軸上的主動齒輪(27)，與主動齒輪(27)相嚙合的固定在機架上的邊緣設有輪齒的跟蹤底盤(28)，所述的機架上還設有與基座固接的罩體(29)，太陽能蓄能供電裝置、集 熱器以及散熱器固定在罩體(28)上。
9.根據(jù)權利要求7所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的對日跟 蹤裝置包括跟蹤基座(25)，設置在跟蹤基座(25)上的電機(26)，設置在電機轉軸上的主動 齒輪(27)，與主動齒輪(27)相嚙合的固定在機架上的邊緣設有輪齒的跟蹤底盤(28)，所述 的機架上還設有與基座固接的罩體(29)，太陽能蓄能供電裝置、集熱器以及散熱器固定在 罩體(28)上。
10.根據(jù)權利要求9所述的對日跟蹤風光熱混合型供電路燈，其特征在于所述的對日 跟蹤裝置還包括控制器，所述的控制器與電機(26)通訊連接。
專利摘要本實用新型涉及一種對日跟蹤風光熱混合型供電路燈。它包括機架，設置在機架上的發(fā)光體，與發(fā)光體電連接的蓄電池、與蓄電池電連接的太陽能蓄能供電裝置、分別與市電供電裝置與太陽能蓄能供電裝置電連接的電能輸出轉化裝置，發(fā)光體分別與市電供電裝置和太陽能蓄能供電裝置電連接，機架上設有與蓄電池電連接的風熱能發(fā)電供電裝置，機架上還設有對日跟蹤裝置，太陽能蓄能供電裝置和風熱能發(fā)電供電裝置都與對日跟蹤裝置相配合。利用自身工作時產生的熱能和自然環(huán)境中的風能發(fā)電、并將太陽能轉化為電能對路燈供電，且具有對日跟蹤的功能，使太陽能蓄能供電裝置中的太陽能電池和菲涅爾透鏡始終正對太陽光照射的方向，提高能源的利用率。
文檔編號F21W131/103GK201575395SQ200920200200
公開日2010年9月8日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權日2009年11月11日
發(fā)明者馮展 申請人:馮展